Читать книгу Защита астронавтов от радиации при полетах на Луну и Марс - Александр Матанцев - Страница 12

Это означает, что орбиты захватывают начальную область внутреннего пояса Ван Аллена, но не дотягивают до внешнего пояса. Авторы работы [77]: Безродных (ИКИ РАН), С. Г. Казанцев, В. Т. Семенов (ФГУП «НПП ВНИИЭМ»). «Радиационные условия на солнечно-синхронных орбитах в период максимума солнечной активности».

Рис. 27

Рис. 27. Поглощенная доза радиации на круговой орбите космического аппарата (КА) с перигеем в 510 км для КА «Канопус-В» [77]

Эти результаты, показанные на рис. 27, получены на спутниках Канопус. Канопус-В – серия российских спутников дистанционного зондирования Земли. Эта серия изготовлена в АО «Корпорация ВНИИЭМ», совместно с британской компанией «Surrey Satellite Technology Limited». Спутники работают в интересах Роскосмоса, МЧС, Минприроды, Росгидромета, РАН; служат для картографирования, мониторинга ЧС, в том числе пожаров, оперативного наблюдения заданных районов.

Первый спутник серии запущен 22 июля 2012 года с космодрома Байконур.

Очень низкие поглощенные дозы радиации на солнечно-синхронных орбитах объясняются тем, что орбиты, в основном, проходят через начальную часть внутренней зоны Ван Аллена, и хорошо защищены от СКЛ магнитным полем Земли. На солнечно-синхронных орбитах можно полностью пренебречь тормозным излучением релятивистских электронов.

Для космических аппаратов (КА), находящихся на таких орбитах, важную роль играют не только потоки ионизирующих излучений в зонах Ван Аллена (ЕРПЗ) и потоки солнечных космических лучей (СКЛ), но и потоки частиц, высыпающиеся из ЕРПЗ. Интенсивность высыпания частиц из ЕРПЗ увеличивается с возрастанием геомагнитного возмущения. Геомагнитные возмущения связаны с изменением состояния межпланетной среды, в частности, с увеличением скорости солнечного ветра. В период геомагнитных бурь (мощных геомагнитных возмущений) наиболее интенсивные высыпания частиц из ЕРПЗ наблюдаются в районах северного и южного аврорального овала.

Рис. 28

Рис. 28. Поглощенная доза радиации на круговой орбите КА с перигеем в 510 км для КА «Канопус-В». Автор, Александр Матанцев, отметил значение дозы для толщины экрана в 0,1 г/см² [77]

На рис. 27 и рис. 28 показаны результаты оценки ожидаемых в 2012 году поглощенных доз радиации на круговой орбите с высотой 510 км и наклоном 98º. Ожидаемая мощность поглощенной дозы радиации внутри сферы толщиной в 1 г/см2 алюминия будет около 1000 рад в год. Основной вклад в суммарную поглощенную дозу радиации будут вносить (в высоких широтах) частицы СКЛ и релятивистские электроны внешнего ЕРПЗ, а поглощенной дозой радиации от тормозного излучения электронов и от потока протонов ЕРПЗ можно пренебречь.

Теперь рассмотрим дозы облучения для космического аппарата (КА) Конопус-СТ, который летает по орбите высотой большей – 828,8 км – рис. 29 и рис. 30.

Рис. 29

Рис. 29. Поглощенная доза радиации на круговой орбите космического аппарата (КА) с перигеем в 828,8 км для КА «Канопус-СТ» [77]

Рис. 30

Рис. 30. Поглощенная доза радиации на круговой орбите КА с перигеем в 828,8 км для КА «Канопус-СТ». Автор, Александр Матанцев, отметил значение дозы для толщины экрана в 0,1 г/см²

На рис. 29 и рис. 30 показаны результаты оценки ожидаемых в 2012 году поглощенных доз радиации на орбите КА «Канопус-СТ». Ожидаемая мощность поглощенной дозы радиации внутри сферы толщиной в 1 г/см² алюминия будет около 2 тыс. рад в год. Основной вклад в суммарную поглощенную дозу радиации будут вносить (в высоких широтах) частицы СКЛ, релятивистские электроны внешнего ЕРПЗ и протоны внутреннего ЕРПЗ. На данной орбите поглощенной дозой радиации от тормозного излучения релятивистских электронов можно пренебречь.

Получен следующий результат. На орбите высотой 510 км, немного большей, чем орбита МКС, доза за год при толщине алюминиевого экрана 0,1 г/см² составляет 3х10⁴ рад, а для орбиты в 828,8 км, заходящей в пояс Ван Аллена, доза увеличивается до 10⁵ рад, или почти в 3 раза. Этот факт хорошо характеризует высокую активность внутренней зоны Ван Аллена.